CN106084226A - 一类主链含柔性乙氧基结构聚醚砜聚合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一类主链含柔性乙氧基结构聚醚砜聚合物及其制备方法，其制备方法为：在氮气保护下，将等摩尔比的4,4’‑二氟二苯砜和二羟基乙氧基化合物加入惰性极性溶剂中，加入适量催化剂，在相对较温和的反应条件下反应5‑10h，即可制备得到主链含柔性乙氧基结构聚醚砜聚合物。该类聚醚砜制备工艺简单，具有优异的成膜性，所制聚合物薄膜具有良好的力学性能、热性能和光学透明性，在工程塑料领域具有应用价值。
Description
技术领域
本发明属聚醚砜及其制备领域，特别涉及一类主链含柔性乙氧基结构聚醚砜聚合物及其制备方法。
背景技术
聚砜是一类重要的工程塑料，具有良好的热性能、机械性能、电性能和耐化学腐蚀性，在电子电器、机械工程、汽车、医疗设备等领域具有重要的应用价值。目前，聚砜类聚合物主要是通过利用活性的双卤砜单体和双酚单体在碱性催化剂作用下经芳香亲核反应制备得到，由于聚合反应温度较高(150～200℃)，制备过程能耗较大，所得到的聚合物膜材料通常带有颜色(琥珀淡黄色)。进一步优化聚砜类聚合物制备方法，降低生产能耗，提高聚合物膜材料的光学透明性具有重要的学术研究和实际应用价值。本申请发明专利，采用了一种相对温和的反应条件，在较低的反应温度下制备了一系列聚合物分子主链含有柔性乙氧基结构聚醚砜聚合物。通过采用相对较低的聚合反应温度，同时在聚合物分子结构中引入柔性的乙氧基结构，降低聚合物分子主链的芳香共轭性，有效改善了聚合物膜材料的颜色和可加工性能。
发明内容
本发明专利旨在进一步改进聚砜类聚合物的制备工艺及其聚合物膜材料的光学透明性和加工性能，提供了一类聚合物分子主链含有柔性乙氧基结构的聚醚砜聚合物及其相对温和的合成制备方法。该类聚醚砜聚合物具有良好的溶解成膜性，所制聚合物膜具有良好的光学透明性、热性能和机械性能。此外，该类聚合物还具有良好的热加工性能，在电子电器、机械、光学薄膜等领域具有应用价值。
本发明提供了一类主链含有柔性乙氧基结构的聚醚砜聚合物，其结构式为：
其中选自 其中n＝50～100。
本发明还提供了一类主链含有柔性乙氧基结构的聚醚砜聚合物的制备方法，具体步骤为：
氮气保护下，在三口烧瓶中分别加入等摩尔比的4,4’-二氟二苯砜和二羟基乙氧基化合物，加入适量溶剂和催化剂，在40～60℃下搅拌反应5～10h后结束反应，将反应物倒入乙醇中沉降，进一步过滤、洗涤，即可得到纤维状的主链含乙氧基结构聚醚砜聚合物。
所述的二羟基乙氧基化合物为1,4-二(2-羟基乙氧基)、4,4’-二羟乙氧基二苯砜和9,9-二[(4-羟乙氧基)苯基]芴中的一种。
所述的溶剂为N-甲基吡咯烷酮或N,N-二甲基乙酰胺，其用量为4,4’-二氟二苯砜和二羟基乙氧基化合物总质量的4～9倍；所述催化剂为NaH，其用量为二羟基乙氧基化合物物质量的2～4倍。
本发明提供的一类主链含有柔性乙氧基结构的聚醚砜聚合物的具体合成路线如下：
本发明的有益效果是：
(1)本发明提供了一类主链含有柔性乙氧基结构的聚醚砜聚合物及其制备方法，该类聚醚砜合成制备工艺简单，可在相对较低的反应温度下制备得到，有利于工业化放大生产和降低生产能耗。
(2)以本发明提供的一类主链含有柔性乙氧基结构的聚醚砜聚合物，可溶于N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜等溶剂中，可方便地利用其溶液涂膜得到聚合物膜材料；所制聚合物膜具有良好的光学透明性、热性能和机械性能。此外，该类聚合物还具有良好的热加工性能，在电子电器、机械、光学薄膜等领域具有应用价值。
附图说明
图1是实施例1中，是基于4,4’-二氟二苯砜和4,4’-二羟乙氧基二苯砜单体的主链含柔性乙氧基结构聚醚砜聚合物的1H NMR图谱。
具体实施方式
实施例1
在装有机械搅拌和氮气保护的100ml干燥三口烧瓶中，分别加入2.5425g(10mmol)的4,4’-二氟二苯砜和3.3838g(10mmol)的二羟基乙氧基化合物(以4,4’-二羟乙氧基二苯砜为例)，加入23.1ml的N-甲基吡咯烷酮和0.48g(20mmol)的氢化钠，在60℃搅拌反应5h后，结束反应将反应溶液倒入乙醇中，进一步过滤、洗涤，得到主链含柔性乙氧基结构的聚醚砜聚合物，产率为98％。
实施例2
在装有机械搅拌和氮气保护的100ml干燥三口烧瓶中，分别加入2.5425g(10mmol)的4,4’-二氟二苯砜和3.3838g(10mmol)的二羟基乙氧基化合物(以4,4’-二羟乙氧基二苯砜为例)，加入51.8ml的N-甲基吡咯烷酮和0.96g(40mmol)的氢化钠，在40℃搅拌反应10h后，结束反应将反应溶液倒入乙醇中，进一步过滤、洗涤，得到主链含柔性乙氧基结构的聚醚砜聚合物，产率为98％。
Claims (4)
1.一类主链含柔性乙氧基结构聚醚砜聚合物，其特征在于：所述的聚醚砜聚合物主链结构单元中同时含有乙氧基和砜基结构，其结构式为其中选自 其中n＝50～100。
2.如权利要求1所述的主链含柔性乙氧基结构聚醚砜聚合物的制备方法，其特征在于：所述制备方法的步骤为
氮气保护下，在三口烧瓶中分别加入等摩尔比的4,4’-二氟二苯砜和二羟基乙氧基化合物，加入适量溶剂和催化剂，在40～60℃下搅拌反应5～10h后结束反应，将反应物倒入乙醇中沉降，进一步过滤、洗涤，即可得到纤维状的主链含乙氧基结构聚醚砜聚合物。
3.根据权利要求2所述的制备主链含柔性乙氧基结构聚醚砜聚合物的方法，其特征在于：所述的二羟基乙氧基化合物为1,4-二(2-羟基乙氧基)、4,4’-二羟乙氧基二苯砜和9,9-二[(4-羟乙氧基)苯基]芴中的一种。
4.根据权利要求2所述的制备主链含柔性乙氧基结构聚醚砜聚合物的方法，其特征在于：步骤所述的溶剂为N-甲基吡咯烷酮或N,N-二甲基乙酰胺，其用量为4,4’-二氟二苯砜和二羟基乙氧基化合物总质量的4～9倍；所述催化剂为NaH，其用量为二羟基乙氧基化合物物质量的2～4倍。
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